降压电路工作原理的仿真验证.docx

1、降压电路工作原理的仿真验证电力电子电路仿真课程讨论课汇报讨论课名称：降压电路工作原理的仿真验证指导教师：魏班级、组次：16级应电 班第_组2019年5月1.前言1.1BUCK电路概述BUCK电路是一种降压斩波器，降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。通常电感中的电流是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。BUCK也是DC-DC基本拓扑，或者称为电路结构，是最基本的DC-DC电路之一，用直流到直流的降压变换。1.2MATLAB软件概述MATLAB 拥有强大的数据计算能力和图形显示功能1 2， Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿

2、真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。因此 Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。本文分析了 BUCK 电路的工作原理，在 MATLAB 软件中建立了 SIMULINK 模型对 BUCK 电路进行模拟仿真，得到演示结果。2. BUCK 电路及其工作原理如图 2.1所示为 BUCK 型电路原理图。电路功能主要是把恒定的直流电压E转换成可控的直流电压输出。图2.1 BUCK电路原理图t=0 时，驱动开关器件 V 导通，电源 E 向负载供电，AN 两点之间电压为 E，电感电流 iL按指数曲线上升。

3、t=t1 时，控制开关器件 V 关断，二极管 VD 续流，AN 两点之间电压近似为零，电感电流 iL呈指数曲线下降，通常串接较大电感 L 使电感电流连续且脉动小。若 L 值较小，在 V 关断后，到了 t2 时刻，电感电流已衰减至零，出现电感电流断续的情况。3. BUCK电路仿真模型根据 BUCK 电路原理图，在 MATLAB 中搭建仿真图如图 3.1所示图3.1 BUCK电路的MATLAB仿真模型图4.参数设定给定条件：开关频率 100kHz，输入电压 28V，输出电压 15V，电流纹波小于 1%，电压纹波小于 1%。5.工作原理波形的分析与验证电感电流如图5.1所示，图中可以看出电感电流稳定

4、在15A。图5.1 电感电流二极管电流和电压如图5.2图5.3所示。二极管电流在15A左右，二极管电压在28V左右。图5.2 二极管电流图5.3 二极管电压输入电流如图5.4所示，由图可以看出输出电流在14A左右。图5.4 输入电流图5.5 输入电流放大图输出电压如图5.6所示，输出电压稳定在15V，满足要求。图5.6 输出电压电容电压如图5.7所示。图5.7 电容电压图5.8 电容电压放大图6.电路参数变化对输出电压（输出电流、效率）的影响分析（研究输入电压、控制信号的频率/占空比、L、C、负载大小、开关参数等的变化）。输入电压为35V时电感电流波形如图6.1所示。图6.1 输入电压为35V

5、时电感电流电感0.002时的输出电流如图6.2所示。图6.2 电感0.002时的输出电流电感为0.002时的输出电压如图6.3所示。图6.3 电感为0.002时的输出电压占空比为0.7时的输出电压波形如图6.4所示。图6.4 占空比为0.7时的输出电压占空比为0.7时的输出电流波形如图6.5所示。图6.5 占空比为0.7时的输出电流负载电阻为10时的输出电流如图6.6所示。图6.6 负载电阻为10时的输出电流负载为10时的输出电压如图6.7所示。图6.7 负载为10时的输出电压7.仿真中出现的问题、解决过程以及心得体会通过matlab仿真使我学习掌握了许多知识。首先是对matlab 有了-一个

6、全新的认识，其次是对matlab的更多操作和命令的使用有了更高的掌握，最重要的事对matlab 的处理能力有了一个更高的飞跃尤其是对相关函数的使用及相关问题的处理。就对matlab相关的命令操作而言，通过这次实验的亲身操作和实践，学习掌握了许多原本不知道的或者不太熟悉的命令。画图用到的标注，配色，坐标控制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用格式等等。这些在原本根本就不敢相信，然而通过matlab仿真的学习和实验亲身操作这些原本看似不可能的操作在此就变的轻而易举的事了。讨论课分工及组内评分表序号姓名组内分工组内评分签字1闫制作报告D2耿制作pptB3赵制作报告C4李制作pptB5金电路仿真A678填表要求：如实填写讨论课的组内分工（每人完成的百分比或者每人负责的内容），并按ABCD四档评分，A档不能超过两个，每一档都必须有。